专利名称：一种烧结铝硅质耐火材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种烧结铝硅质耐火材料及其制备方法。
背景技术：
我国是世界最大的水泥生产国。2011年，中国水泥产量达到20亿吨，约占全球水泥产量的60%，而且新型干法水泥生产技术已得到大量推广。所以，中国水泥工业大体上反映了世界水泥制造的平均水平。目前，我国水泥回转窑的过渡带冷端主要采用硅莫砖，分解带主要采用抗剥落高铝砖，窑尾预热器主要采用耐碱砖。硅莫砖采用优质特级高铝矾土和碳化硅为主要原料制成，常常掺加刚玉、莫来石、红柱石、氧化铝微粉等特种耐火原料。硅莫砖的主要依靠碳化硅物理化学性质获得良好的性能。碳化娃的高导热性赋予了娃莫砖良好的抗热震性；碳化娃的高硬度赋予了娃莫砖较好的耐磨性；碳化娃的可氧化性赋予娃莫砖良好的抗侵蚀性和一定的耐高温性。随着碳化硅的氧化，形成一氧化硅气体，一氧化硅扩散至砖面形成二氧化硅。由此，新生的二氧化硅堵塞气孔，并随后和侵蚀物反应形成高粘度液相延缓侵蚀。另外，一氧化硅在砖内形成二氧化硅，二氧化硅和周围的氧化铝反应，形成莫来石。由此，反应伴随的膨胀抵消了耐火材料的高温收缩，可以提高耐火材料的耐高温抗性。但是，大量加入碳化硅后，不仅价格很高，氧化产生过大膨胀而不利于提高砖材寿命。另外，碳化硅含量过大，提高了耐火材料导热能力。按现有标准，硅莫砖的氧化铝含量必须大于60%，过高的氧化铝含量也增大了耐火材料的导热性。导热性过高，增大了窑衬的散热，不利于节能减排。抗剥落高铝砖采用优质特级高铝矾土和锆英石为主要原料制成，但有时也采用蓝晶石、红柱石、硅线石等代替锆英石制成。在烧成中，抗剥落高铝砖依靠锆英石和砖内氧化铝反应形成锆-莫来石复合基质。莫来石有利于提高抗热震性。斜锆石有利于形成微裂纹，一方面提高抗热震性，另一方面也有利于提高抗侵蚀性。但是，按现有标准，硅莫砖的氧化铝含量必须大于70%，过高的氧化铝含量也不利于耐火材料的导热性。此外，锆为一种稀有元素，在原子能工业能部门有重要用途。我国的锆英石不能自给，需要大量进口。几十年来，锆英石的价格大幅攀升，从1000元/吨以下，猛涨至10000元/吨以上。耐碱砖采用高娃粘土熟料、高娃耐火粘土和具有良好结合性的软质耐火粘土制成。耐碱砖主要依靠砖中的二氧化硅和碱反应，形成高硅玻璃相，堵塞气孔而获得良好的耐碱性。如果氧化铝含量大于35%，铝硅质耐火材料的耐碱性将受到损害。为提高耐碱性，要求耐碱砖含有较多的K20、Na2O,以快速形成R2O-Al2O3玻璃相，这就损害了耐火材料的耐高温性。按现有标准，耐碱砖的氧化铝含量为25-30%。从资源的角度来讲，我国铝矾土的储量占世界第5位，但消耗为世界第I位。由于长期掠夺式开采和大量出口，铝矾土资源遭到严重破坏，耐火材料矾土熟料，特别是优质特级矾土的供应十分紧张，价格不断攀升。由此，水泥工业现用铝硅质耐火砖中，硅莫砖、抗剥落砖的氧化铝含量大于60%，耐碱砖的氧化招含量小于30%。没有氧化招含量为30%-60%的耐火材料。一方面,娃莫砖的价格贵、导热高、高温体积稳定性差，消耗稀缺的特级矾土；抗剥落砖导热高、耐碱性差，不仅消耗稀缺的特级矾土，还消耗稀缺的锆英石。耐碱砖的耐高温性差。所以，需要发展特级铝矾土和锆英石的资源替代技术，开发一系列氧化铝含量为30-60%的新型铝硅质耐火材料。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种氧化招含量位于30-60%之间的招娃质耐火材料。所述耐火材料的氧化铝含量为30-60%，采用合成莫来石、一级高铝矾土、二级高铝矾土、碳化硅、氧化铝微粉或矾土微粉，软泥或硅灰，有机结合剂和减水剂组成。所述耐火材料具有良好的耐高温、抗侵蚀、耐热震、耐磨 损、低导热性能，可用于水泥回转窑的分解带、窑尾和三次风管温度较高的部位，替代了现有的抗剥落高铝砖和耐碱砖，提高了耐火材料耐高温性、抗碱蚀性和抗热震性，延长了耐火材料的寿命，增加了水泥企业的经济效益。为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案本发明所述烧结铝硅质耐火材料，包括骨料、粉料和外加剂，其具体组成如下所述所述骨料包括莫来石和/或矾土和碳化硅。例如，所述骨料包括莫来石和碳化硅，或所述骨料包括矾土和碳化硅，或所述骨料包括莫来石、矾土和碳化硅。所述粉料包括软泥或/和硅灰；外加剂包括有机结合剂。具有上述组成的耐火材料的氧化铝含量为30 60wt%，例如32wt%、34wt%、36wt%、38wt%> 40wt%> 42wt%> 44wt%> 46wt%> 48wt%>50wt%>52wt%>54wt%>56wt%>58wt%>59wt%,优选35 60wt%,进一步优选40 60wt%。莫来石是Al2O3-SiO2 二元系中常压下唯一稳定存在的二元化合物，化学式为3Al203-2Si02，天然莫来石非常少，通常用烧结法或电熔法等人工合成。所述莫来石为市售莫来石耐火材料原料，包括由氧化铝原料合成的高纯莫来石和由矾土代替氧化铝合成的矾土基莫来石原料。高纯莫来石的纯度高、性能好，但价格贵。矾土基莫来石用于替代高纯莫来石。莫来石为材料中的主要原料，用于保证耐火材料的基本性能,如耐高温、抗热震、抗侵蚀性能。优选地，所述莫来石为粒度为3-lmm、l-0mm、〈O. 088mm的莫来石中的一种或者至少两种的混合物。所述混合物例如粒度为3-lmm和I-Omm的莫来石的混合物,粒度为3_1_和〈O. 088mm的莫来石的混合物，粒度为〈O. 088mm和I-Omm的莫来石的混合物，粒度为3-lmm、l-0mm、〈O. 088mm的莫来石的混合物。所述矾土为高铝矾土，优选一级高铝矾土或/和二级高铝矾土。所述高铝矾土为市售高铝矾土耐火原料，本发明典型的但非限制性的指煅烧后氧化铝含量在50%-90%的矾土耐火原料。本发明典型但非限制性的一级高铝矾土指氧化铝含量为70%-75%的矾土 ；本发明典型但非限制性的二级高铝矾土指氧化铝含量为60%-70%的矾土。矾土由天然矾土煅烧而成，因没有经过均化、调配、细磨和高温合成，其性能低于合成莫来石，但价格较低，矾土用于替代莫来石原料。所述高铝矾土、一级高铝矾土和二级高铝矾土均可市售得到。优选地，所述帆土为粒度为3-lmm、l-0mm、〈O. 088mm的帆土中的一种或者至少两种的混合物。所述混合物例如粒度为3-lmm和I-Omm的帆土的混合物，粒度为3-Imm和〈O. 088mm的帆土的混合物，粒度为〈O. 088mm和l-Omm的帆土的混合物，粒度为3_lmm、I-Omm和〈O. 088mm的帆土的混合物。所述碳化硅为市售同名原料，用来提高抗热震和耐侵蚀性能。优选地，所述碳化硅的粒度为I-Omm或/和〈O. 088mm。所述碳化硅为市售碳化硅耐火原料。其中，碳化硅细粉氧化较快，主要用于封闭气孔；碳化硅细粒氧化较慢，主要用于提高使用性能。< 0. 088mm碳化娃的氧化速度较快，主要用于封闭耐火材料表面的气孔，使耐火材料内部的碳化娃呈活化氧化状态，产生一氧化硅气体；1-0. 088mm碳化硅氧化较慢，主要用于提高耐火材料的使用性能。本发明所述粉料可以仅包括软泥或/和硅灰，作为优选技术方案，所述粉料还包括氧化铝微粉或/和矾土微粉。例如，所述粉料包括软泥和氧化铝微粉，或所述粉料包括硅灰和氧化铝微粉，或所述粉料包括软泥和硅灰和矾土微粉，或所述粉料包括软泥、硅灰、矾土微粉和氧化铝微粉。所述软泥为市售耐火材料软质结合粘土，用于提高制砖泥料的成型性能，并作为 助烧结剂降低烧结温度和显气孔率，提高制品的强度和密度的作用。所述矾土微粉为市售特级或/和一级高铝矾土微粉，用于替代氧化铝微粉，降低采购原料的费用和耐火材料的生产成本。本发明典型但非限制性的特级高铝矾土微粉指Al2O3大于85%的矾土微粉。本发明典型但非限制性的一级高铝矾土微粉指Al2O3为7(T85%的矾土微粉。所述氧化铝微粉为市售氧化铝微粉，用于提高密集堆积程度，降低坯体的显气孔率，在烧结中和硅质原料快速反应，形成莫来石相，减少烧成变形，提高材料的耐高温和抗热震性能。所述硅灰为市售硅灰原料，用于替代软泥。结合剂用于耐火材料中主要起结合制砖料的作用。结合剂按照种类可分为无机结合剂和有机结合剂。无机结合剂包括陶瓷结合剂，金属结合剂，菱苦土结合剂。有机结合剂包括树脂结合剂，橡胶结合剂。本发明所述有机结合剂选自亚硫酸纸浆废液、聚乙烯醇的水溶液(PVA)、羧甲基纤维素的水溶液(CMC)中一种或者至少两种的混合物。所述混合物例如羧甲基纤维素的水溶液和聚乙烯醇的水溶液的混合物，亚硫酸纸浆废液和羧甲基纤维素的水溶液的混合物，聚乙烯醇的水溶液和亚硫酸纸浆废液的混合物，羧甲基纤维素的水溶液、聚乙烯醇的水溶液和亚硫酸纸浆废液的混合物。优选地,聚乙烯醇(PVA)的水溶液的浓度为2 10wt%,例如3wt%、4wt%、5wt%、6wt%、7wt%、8wt%、9wt%,优选 2. 5 9wt%,进一步优选 3 8wt%。优选地，所述羧甲基纤维素(CMC)的水溶液的浓度为0. 5^5wt%,例如lwt%、
I.5wt%、2wt%、2. 5wt%、3wt%、3. 5wt%、4wt%、4. 5wt%,优选 I 4wt%,进一步优选 I 3wt%。优选地，外加剂还包括有机酸或/和减水剂。优选地，所述有机酸选自酒石酸、柠檬酸、草酸、顺丁烯二酸中的一种或者至少两种的混合物，所述混合物例如顺丁烯二酸和草酸的混合物，柠檬酸和酒石酸的混合物，草酸和柠檬酸的混合物，酒石酸和顺丁烯二酸的混合物，草酸、柠檬酸和酒石酸的混合物，顺丁烯二酸、草酸和柠檬酸的混合物，酒石酸、顺丁烯二酸和草酸的混合物，顺丁烯二酸、草酸、柠檬酸和酒石酸的混合物，优选酒石酸、柠檬酸、草酸中的一种或者至少两种的混合物。所述有机酸起结合水溶性高价金属离子，提高粉体分散性，保持制砖料的成型性能作用。
优选地，所述减水剂选自第三代混凝土减水剂、第二代混凝土减水剂、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠中的一种或者至少两种的混合物。所述混合物例如六偏磷酸钠和三聚磷酸钠的混合物，聚丙烯酸和聚丙烯酸钠的混合物，第二代混凝土减水剂和第三代混凝土减水剂的混合物，第三代混凝土减水剂和六偏磷酸钠的混合物，三聚磷酸钠和聚丙烯酸的混合物，聚丙烯酸钠和第二代混凝土减水剂的混合物，六偏磷酸钠、三聚磷酸钠和聚丙烯酸的混合物，聚丙烯酸钠、第二代混凝土减水剂和第三代混凝土减水剂的混合物，六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、聚丙烯酸和聚丙烯酸钠的混合物，第二代混凝土减水剂、第三代混凝土减水剂、六偏磷酸钠和三聚磷酸钠的混合物。所述第三代混凝土减水剂和第二代混凝土减水剂均为已有产品，可市售得到。所述减水剂起提高粉体分散性的作用。作为优选方案，所述骨料按其各组分占骨料和粉料质量之和的重量百分比包括
3-lmm莫来石或/和帆土30~45%
I-Omm莫来石或/和研》土5 15%
I-Omm碳化桂5 15%
<0.088mm莫来石或/和矾土 10-30%
<0.088mm 碳化桂0 12%。所述〈O. 088mm碳化硅重量百分比为(Tl2%，其中“0”表示，所述耐火材料不含有〈O. 088mm碳化娃。3-lmm莫来石或/和矾土的重量百分比为30 45%，例如31%、32%、33%、34%、35%、36%、37%、38%、39%、40%、41%、42%、43%、44%、45%。I-Omm莫来石或/和矾土的重量百分比为5 15%，例如6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%。I-Omm 碳化硅的重量百分比为 5 15%，例如 6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%。〈O. 088mm莫来石或/和矾土的重量百分比为10 30%，例如11%、13%、15%、17%、19%、21%、23%、25%、27%、29%。〈O. 088mm 碳化硅的重量百分比为 0 12%，例如 1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%。本发明所述骨料采用大小不同粒度的原料，粒度大的粗骨料占据了材料的大部空间，粒度小的细骨料充填粗骨料的空隙、〈O. 088mm的细粉充填粗细骨料的空隙，由此，形成所谓“密集堆积”的结构形式，而且，合适的粉料粒径比有利于成形时的颗粒紧密堆积，提高成形生坯密度，有利于烧结。作为优选方案，所述粉料按其各组分占骨料和粉料质量之和的重量百分比包括软泥或/和硅灰4 25%。优选地，所述粉料按其各组分占骨料和粉料质量之和的重量百分比包括 氧化铝微粉或/和矾土微粉0 8%软泥或/和硅灰4 25%。
所述软泥或/和硅灰的重量百分比为4 25%，例如5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%。所述氧化铝微粉或/和矾土微粉重量百分比为(T8%，其中“0”表示，所述耐火材料不含有氧化铝微粉或/和矾土微粉。所述氧化铝微粉或/和矾土微粉的重量百分比为0 8%，例如0. 5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、7. 5%o作为优选方案，以骨料和粉料的质量之和为100%计，所述外加剂包括
有机结合剂4 8% ；优选地，以骨料和粉料的质量之和为100%计，所述外加剂包括有机结合剂4 8%有机酸0 1%减水剂0 0. 1%。所述有机酸重量百分比为(Tl%，其中“0”表示，所述耐火材料不含有有机酸。所述减水剂重量百分比为(TO. 1%，其中“0”表示，所述耐火材料不含有减水剂。所述有机结合剂的重量百分比为4 8%，例如4. 5%、5%、5. 5%、6%、6. 5%、7%、7. 5%。所述有机酸的重量百分比为(Tl%，例如0. 1%、0. 2%、0. 3%、0. 4%、0. 5%、0. 6%、0. 7%、0. 8%、0. 9%。所述减水剂的重量百分比为0 0. 1%，例如0. 01%、0. 02%、0. 03%、0. 04%、0. 05%、
0.06%、0. 07%、0. 08%、0. 09%o作为优选技术方案，以骨料和粉料的质量之和为100%计，所述耐火材料包括
3-lmm莫来石或/和矾土30 45%
I-Omm莫来石或/和矾土5 15%
I -Omm碳化桂5 15%
<0.088mm莫来石或/和矾土10 30%
<0.088mm碳化硅0 12%
氧化铝微粉或/和矾土微粉0 8%
软泥或/和硅灰4 25%
有机结合剂4 8% 有机酸0 1%
减水剂0-0.1% o所述〈O. 088mm碳化硅的重量百分比为(Tl2%，其中“0”表示，所述耐火材料不含有〈O. 088mm碳化娃。
所述氧化铝微粉或/和矾土微粉重量百分比为(T8%，其中“0”表示，所述耐火材料不含有矾土微粉。所述有机酸重量百分比为(Tl%，其中“0”表示，所述耐火材料不含有有机酸。所述减水剂重量百分比为(T0. 1%，其中“0”表示，所述耐火材料不含有减水剂。本发明所述的“包括”，意指其除所述组分外，还可以包括其他组分，这些其他组分赋予所述耐火材料不同的特性。除此之外，本发明所述的“包括”，还可以替换为封闭式的“为”或“由……组成”。不管本发明所述耐火材料包括何种成分，所述耐火材料的骨料和粉料的重量百分比之和为100%。本发明的目的之二在于提供如上所述的耐火材料的制备方法，所述方法为按照、配方量，将各原料混合后进行混炼、压制成型，在干燥后进行煅烧，得到耐火材料。优选地，所述煅烧温度为110(Tl500°C，例如 1150°C、1200°C、1250°C、1300°C、1350°C、1400°C、1450°C、优选 120(Tl450°C，进一步优选 128(Tl380°C。本发明所述的耐火材料在水泥回转窑中具有重要用途，主要用于水泥回转窑的分解带和过渡带冷端，同时，本发明所述耐火材料还可以用于高温窑炉易磨损部位，如水泥窑余热发电气流管道弯头、旋风筒锥体、三次风管闸板的衬料。与现有技术相比，本发明具有如下优异效果本发明通过采用莫来石或一级高铝矾土或二级高铝矾土、碳化硅、氧化铝微粉或矾土微粉、软泥或硅灰和有机结合剂配制而成，氧化铝含量为30-60%，不仅价格较低，而且还具有良好的耐高温、抗侵蚀、耐热震、耐磨损、低导热性能，可用于水泥回转窑的分解带和过渡带冷端，可替代现有的抗剥落高铝砖和硅莫砖，满足了水泥窑对耐火材料低导热、抗碱蚀的需求，降低散热损失，提高了窑炉的寿命和经济效益的需要。
具体实施例方式为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下实施例I :原料为氧化铝含量70%的矾土基莫来石、碳化硅、氧化铝微粉、硅灰、采用浓度5%的PVA水溶液为结合剂、酒石酸和第三代混凝土减水剂为分散剂。重量百分比配方为3_lmm帆土基莫来石40%、I-Omm帆土基莫来石10%、I-CtamSiC 11%、〈O. 088mm高纯莫来石28%、〈O. 088mmSIC 2%、氧化铝微粉5%、硅灰4%，材料设计氧化铝含量为59. 5%。外掺酒石酸0. 2%，第三代混凝土减水剂0. 05%, PVA水溶液5%，经过配合、混炼、压制、干燥，在150(TC X8h烧成，制得耐火砖。经测试，体积密度2. 55g/cm3、显气孔率17%、耐压强度80MPa，荷重软化温度1650°C，热震稳定性20次，耐碱性2级。实施例2 原料为氧化铝含量75%的一级高铝矾土、碳化硅、氧化铝含量85%的800目特级矾土微粉、氧化铝含量30%的软泥、采用亚硫酸纸浆废液为结合剂。重量百分比配方为3-lmm一级高招帆土 35%、I-Omm —级高招帆土 10%、I-OmmSiC 15%、〈O. 088mm 一级高招帆土 10%、〈O. 088mmSIC 10%、矾土微粉5%、软泥15%，材料设计氧化铝含量为50. 0%。外掺纸浆废液6%，经过配合、混炼、压制、干燥，在1450°C X8h烧成，制得耐火砖。经测试，体积密度2.50g/cm3、显气孔率18%、耐压强度70MPa，荷重软化温度1530°C，热震稳定性25次，耐碱性I级。实施例3 原料为氧化铝含量65%的二级高铝矾土、碳化硅、氧化铝含量85%的800目特级矾土微粉、氧化铝含量30%的软泥、采用亚硫酸纸浆废液为结合剂。重量百分比配方为3-lmm二级高铝矾土 35%、I-Omm 二级高铝矾土 10%、I-OmmSiC 15%、〈O. 088mmSIC 10%、矾土微粉5%、软泥25%，材料设计氧化铝含量为41.0%。外掺纸浆废液6%，经过配合、混炼、压制、干燥，在1350°C X8h烧成，制得耐火砖。经测试，体积密度2. 50g/cm3、显气孔率18%、耐压强度60MPa，荷重软化温度1400°C，热震稳定性25次，耐碱性I级。实施例4
原料为氧化铝含量70%的矾土基莫来石、碳化硅、氧化铝微粉、硅灰、采用浓度2%的PVA水溶液为结合剂、酒石酸和聚丙烯酸钠减水剂。重量百分比配方为3-1_矾土基莫来石45%、I-Omm帆土基莫来石5%、I-OmmSiC 5%、〈0. 088mm高纯莫来石20%、氧化招微粉8%、硅灰17%，材料设计氧化铝含量为30%。外掺酒石酸1%，聚丙烯酸钠减水剂0. 1%，PVA水溶液8%，经过配合、混炼、压制、干燥，在1100°C X8h烧成，制得耐火砖。经测试，体积密度2. 55g/cm3、显气孔率17%、耐压强度80MPa，荷重软化温度1400°C，热震稳定性20次，耐碱性I级。实施例5 原料为氧化铝含量75%的一级高铝矾土、碳化硅、氧化铝含量85%的800目特级矾土微粉、氧化铝含量30%的软泥、采用10被％的聚乙烯醇水溶液为结合剂。重量百分比配方为3_lmm —级高招帆土 30%、I-Omm 一级高招帆土 15%、I-OmmSiC 10%、〈O. 088mm 一级高招矾土 23%、〈O. 088mmSIC 12%、软泥10%，材料设计氧化铝含量为60. 0%。外掺聚乙烯醇水溶液4%，经过配合、混炼、压制、干燥，在1500°C X 8h烧成，制得耐火砖。经测试，体积密度2. 50g/cm3、显气孔率18%、耐压强度70MPa，荷重软化温度1650°C，热震稳定性25次，耐碱性2级。实施例6:原料为氧化铝含量65%的二级高铝矾土、碳化硅、氧化铝含量85%的800目特级矾土微粉、氧化铝含量30%的软泥、采用0. 05wt%的CMC溶液为结合剂。重量百分比配方为3-lmm 二级高铝矾土 35%、I-Omm 二级高铝矾土 10%、I-OmmSiC 15%、〈O. 088mmSIC 10%、矾土微粉5%、软泥25%，材料设计氧化铝含量为41. 0%。外掺CMC溶液6%，经过配合、混炼、压制、干燥，在1350°C X8h烧成，制得耐火砖。经测试，体积密度2. 50g/cm3、显气孔率18%、耐压强度60MPa，荷重软化温度1400°C，热震稳定性25次，耐碱性I级。实施例7原料为氧化铝含量75%的一级高铝矾土、碳化硅、氧化铝含量85%的800目特级矾土微粉、氧化铝含量30%的软泥、采用5wt9^^CMC溶液为结合剂。重量百分比配方为3-lmm一级高招帆土 30%、I-Omm 一级高招帆土 15%、I-OmmSiC 10%、〈O. 088mm 一级高招帆土 23%、〈O. 088mmSIC 12%、软泥10%，材料设计氧化铝含量为60. 0%。外掺CMC溶液4%，经过配合、混炼、压制、干燥，在1420°C X8h烧成，制得耐火砖。经测试，体积密度2. 50g/cm3、显气孔率18%、耐压强度70MPa，荷重软化温度1650°C，热震稳定性25次，耐碱性2级。与硅莫砖比较，本发明所制产品具有更好的抗热震性和耐碱性；与耐碱砖比较，本发明所制产品具有更好的耐高温、抗热震性能。至此，研究完全达到了目的。应该注意到并理解，在不脱离后附的权利要求所要求的本发明的精神和范围的情况下，能够对上述详细描述的本发明做出各种修改和改进。因此，要求保护的技术方案的范围不受所给出的任何特定示范教导的限制。申请人:声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的
添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
权利要求
1.一种烧结铝硅质耐火材料，包括骨料、粉料和外加剂，其特征在于，所述骨料包括莫来石和/或矾土和碳化硅；所述粉料包括软泥或/和硅灰；外加剂包括有机结合剂。
2.如权利要求I所述的耐火材料，其特征在于，所述耐火材料的氧化铝含量为30 60wt%,优选35 60wt%,进一步优选40 60wt% ； 优选地，所述莫来石为粒度为3-lmm、l-0mm、〈O. 088mm的莫来石中的一种或者至少两种的混合物； 优选地，所述矾土为高铝矾土，优选一级高铝矾土或/和二级高铝矾土 ； 优选地，所述帆土为粒度为3-lmm、l-0mm、〈O. 088mm的帆土中的一种或者至少两种的混合物；优选地，所述碳化娃的粒度为1_0_或/和〈O. 088_。
3.如权利要求I或2所述的耐火材料，其特征在于，所述粉料还包括氧化铝微粉或/和矾土微粉； 优选地，所述矾土微粉为特级高铝矾土微粉或/和一级高铝矾土微粉。
4.如权利要求1-3之一所述的耐火材料，其特征在于，所述有机结合剂选自亚硫酸纸浆废液、聚乙烯醇的水溶液、羧甲基纤维素的水溶液中一种或者至少两种的混合物； 优选地，所述聚乙烯醇的水溶液的溶度为2 10wt%，优选2. 5^9wt%,进一步优选3"8wt% ； 优选地，所述羧甲基纤维素的水溶液的浓度为0. 5 5wt%，优选l 4wt%，进一步优选I 3wt% ； 优选地，外加剂还包括有机酸或/和减水剂； 优选地，所述有机酸选自酒石酸、柠檬酸、草酸、顺丁烯二酸中的一种或者至少两种的混合物，优选酒石酸、柠檬酸、草酸中的一种或者至少两种的混合物； 优选地，所述减水剂选自第三代混凝土减水剂、第二代混凝土减水剂、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠中的一种或者至少两种的混合物。
5.如权利要求1-4之一所述的耐火材料，其特征在于，所述骨料按其各组分占骨料和粉料质量之和的重量百分比包括3-lmm莫来石或/和矾土30 45%I-Omm莫来石或/和矾土5 15%I-Omm碳化硅5 15%<0.088mm莫来石或/和矾土 10 30%<0.088min 碳化硅0 12%。
6.如权利要求1-5之一所述的耐火材料，其特征在于，所述粉料按其各组分占骨料和粉料质量之和的重量百分比包括 软泥或/和硅灰4 25% ； 优选地，所述粉料按其各组分占骨料和粉料质量之和的重量百分比包括 氧化铝微粉或/和矾土微粉01%软泥或/和硅灰4 25%。
7.如权利要求1-6之一所述的耐火材料，其特征在于，以骨料和粉料的质量之和为.100%计，所述外加剂包括 有机结合剂4 8% ； 优选地，以骨料和粉料的质量之和为100%计，所述外加剂包括 有机结合剂4 8% 有机酸(Tl% 减水剂(To. 1%。
8.如权利要求1-7之一所述的耐火材料，其特征在于，以骨料和粉料的质量之和为.100%计,所述耐火材料包括 . 3-Imm莫来石或/和矶土30-45% . 1-Omm莫来石或/和矶土5 15% .1-Omm碳化桂5 15% <0.088mm莫来石或/和矾土10-30%<0.088mm碳化硅0 12%氧化铝微粉或/和矾土微粉0 8%软泥或/和硅灰4 25%有机结合剂4 8%有机酸0 1% 减水剂0 0.1%。
9.一种如权利要求1-8之一所述的耐火材料的制备方法，其特征在于，所述方法为 按照配方量，将各原料混合后进行混炼、压制成型，在干燥后进行煅烧，得到耐火材料； 优选地，所述煅烧温度为110(Tl500°C，优选120(Tl450°C，进一步优选128(Tl380°C。
10.一种如权利要求1-8之一所述的耐火材料在水泥回转窑中的用途。
全文摘要
本发明涉及一种烧结铝硅质耐火材料，包括骨料、粉料和外加剂，所述骨料包括莫来石或/和矾土和碳化硅；所述粉料包括软泥或/和硅灰；外加剂包括有机结合剂。本发明还提供了上述耐火材料的制备方法。本发明所述耐火材料的氧化铝含量为30-60%，不仅价格较低，而且还具有良好的耐高温、抗侵蚀、耐热震、耐磨损、低导热性能，用于水泥回转窑的分解带和过渡带冷端，可替代现有的抗剥落高铝砖和硅莫砖，满足水泥窑对耐火材料低导热、抗碱蚀的需求，降低散热损失，提高了窑炉的寿命和经济效益。
文档编号F27B7/20GK102701764SQ201210189310
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月8日 优先权日2012年6月8日
发明者周键, 张金龙, 李存弼, 汪雷, 王杰曾, 董舜杰 申请人:安徽瑞泰新材料科技有限公司